高中信息技術課堂項目式學習培養學生計算思維的思考

肖小桃

摘 要：2017版新課標指明了高中信息技術學科的四大核心素養，計算思維是其中之一。另外，新課標還明確建議在高中信息技術課堂教學中實施項目學習。本文即旨在討論如何在高中信息技術課堂教學的項目學習過程中培養學生的計算思維。

關鍵詞：高中信息技術;計算思維;項目學習

2018年1月教育部頒布了2017版《普通高中課程方案和各學科課程標準》，指明高中信息技術學科的核心素養由“信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任”四個核心要素組成，明確建議“課程倡導基于項目的學習方式”，提出“項目學習應以信息技術學科核心素養的養成為目標，在項目實踐中滲透學科核心素養，整合知識與技能的學習”。本文即是筆者對高中信息技術課堂中通過項目學習培養學生計算思維的一些思考。

高中信息技術課標對計算思維的定義是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案過程中產生的系列思維活動。具備計算思維的學生，在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式來界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據;通過判斷、分析、綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案;總結利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其它問題解決中。高中信息技術課堂教學中的項目學習一般可分為四個環節：需求分析、項目設計、項目實施和項目交流評價。在項目學習過程中培養學生的計算思維，就是讓學生不斷經歷“需求分析（理解任務—抽象）、項目設計（分解任務—分解;設計步驟—算法開發）、項目實施（解決問題完成任務—概括遷移）、項目交流評價（檢驗完成情況—反饋調試）”的項目學習過程，來培養學生的計算思維。

一、需求分析：理解項目需求和項目功能，提升學生抽象、分解能力

需求分析是項目開發的首要環節，目的是明確項目需求和項目功能。

1. 理解項目需求：在教師的要求之外，展開頭腦風暴，開發自我創意，讓學生盡可能多地明確項目需求。

2. 描述需求：鍛煉學生用六要素串聯法（六要素指：時間、地點、人物、起因、經過、結果）將需求描述出來，提升學生的抽象能力。

3. 分析需求：引導學生對項目做出清晰準確的判斷，并拆分、細化項目需求，用抽象進行建模。

高中信息技術課堂教學的項目學習一般要求創設適合學生認知特征的活動情境，因此項目需求和項目功能一般較為簡單。由于課時限制，很多教師容易忽略需求分析過程，只是簡單介紹一下活動情境后就直接說明項目需求。這是十分不利于學生計算思維培養的。實際上，描述需求和分析需求過程，對學生抽象能力、分解能力的培養起著重大作用。教師應當適當放寬學生需求分析項目的時間，引導學生展開頭腦風暴，體驗從模糊到清晰的思維分析過程，以鍛煉學生思維的創新性和縝密性，提升學生的抽象能力。

二、項目設計：分解任務、設計步驟，提升學生的分解能力和算法開發能力

1. 分解任務：對應需求分析中拆分細化后的項目需求，將一個復雜的項目，在保證不改變本質的前提下，約簡、分解成若干個簡單的小任務。

2. 設計步驟：尋求解決分解后小任務的方法，用流程圖畫出解決問題的過程或設計不同模塊的算法。每個分解后的小任務可視為一個模塊，組合而成為整個項目。

項目設計過程將項目約簡分解成若干個簡單的小任務，每個小任務模塊化，每個模塊的解決方法都通過流程圖工具清晰地分解為一系列可直接執行的有序的步驟，再通過算法設計出解決問題的方案。這是運用計算機科學的基礎概念進行問題設計、求解的系列思維活動，是學生在分解設計過程中體驗計算思維，培養計算思維的過程。

三、項目實施：運用數字化工具解決問題和完成任務，提升學生概括、遷移能力

項目實施是把項目設計過程中的流程圖、算法程序化，即轉化為可用數字化工具執行的操作，以解決問題完成任務。項目實施過程要運用已有知識，學習新的方法技能;對知識內容進行提煉梳理，融入到已有知識建構中;總結推廣問題的求解過程，遷移到相關的更廣泛的問題解決與應用中。這是學生在解決問題過程中體驗計算思維，培養計算思維的過程。

四、項目交流評價：交流評價項目的設計方案及完成情況，提升學生反饋調試能力

項目交流評價是一個分享拓展、反饋調試、改進完善的過程。通過項目交流評價，對問題解決的方案和完成情況進行分析評估，使學生檢驗自己思維過程的不足之處，學習欣賞他人的創意與思路;根據交流反饋情況對項目進行調試，改進完善，以提升學生分析問題、解決問題的能力。

計算思維是一種思維方式，培養計算思維的過程就是不斷經歷分析思考、實踐求證、反饋調試以解決問題的過程。要在高中信息技術課堂的項目學習過程中培養學生的計算思維，就要把計算思維的基本方法自然融入到教學各個環節，讓學生感受用計算思維分析、設計、解決問題的過程，實現計算思維內化，最終能自己運用計算思維解決問題，從而實現培養學生計算思維的目標。